Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Универсальная мобильная платформа
НТТМ-2017-0473 | Категория I

Автор:

Орлов Данила Денисович

Салов Егор Михайлович

Доронин Павел Александрович

Научный руководитель:
Юров Андрей Васильевич, Савельева Юлия Владимировна
Организация:
ГБУ ДО СпбЦД(Ю)ТТ,
Санкт-Петербург
Цель работы
Одной из нерешенных задач на производствах, объектах с опасными условиями работы является уменьшение степени участия человека при проведении работ в опасных условиях. Эту задачу можно решить, используя дистанционно управляемое оборудование. В связи с этим весьма актуальным является создание робототехнических комплексов, предназначенных для мониторинга окружающей среды, сбора образцов, проведения работ по предупреждению или ликвидации последствий нештатных ситуаций.
Для решения этих и других задач существует множество узкоспециализированных мобильных роботов, но универсальной мобильной платформы нет.
Цель: создание прочной, универсальной и дистанционно управляемой платформы с возможностью установки на нее различных функциональных модулей.
Обзор предметной области
Мы исследовали существующие мобильные платформ, сравнили их, выявили их оптимальные характеристики и убедились в том, что многие из них узкоспециализированные.
Нами были выбраны несколько целевых мобильных роботов и проведено их сравнение.
Опираясь на результаты, полученные в ходе исследования и тех. запрос от научно-технического центра «Синергия», мы сформировали техническое задание на разработку мобильного робота. Универсальность платформы должна обеспечивать минимум 3 задачи при использовании соответствующих модулей.
- орошение запыленных окрестностей химических производств
- перемещение грузов на территории завода
- сбор проб грунта

Оптимальные Характеристики платформы на основе проведенных исследований:
• Скорость – до 10 км/ч
• Радиус разворота не более 1 м м
• Масса –не более 40 кг
• Грузоподъемность – не менее 50 кг кг
• Высота преодолеваемых препятствий- не менее 40 мм
• Дальность действия при управлении по радиоканалу- не менее 520 м
• Дальность действия при управлении по кабельной линии - до 75 м
Описание результатов проекта
• Исследование рынка (подбор прототипов сравнение)

• Формирование технического задания (привлечены производственные предприятия- потребители данного изделия)

• Разработка структурной схемы концепции (независимые модули, общий концепт, целевой модульный апгрейд)
За прототип мобильной платформы был взят сверхлегкий вездеход ТМЗ с системой поворота, аналогичной системе БТР-90 «Росток». Радиус разворота <1м, что позволяет использовать достаточно большой мобильный робот в производственных и бытовых помещениях с различными задачами.
Верхний ярус платформы может быть использован для установки дополнительного пользовательского оборудования (модулей).
Был выбран колесный тип мобильной платформы по следующим причинам
-Дешевизна конструкции
-Взаимозаменяемость (модульность) компонентов
-Высокий клиренс (расстояние от земли до днища платформы)
-Возможность реализации колесной схемы 4х4 (полный привод)
Так как основное место действия платформы - пересеченная местность, были рассмотрены структура и технические решения, примененные в разработке бронетранспортеров БТР-80 и БТР-90 «Росток»
В отличии от предыдущих версий колесного вездехода (БТР-70, БТР-80) БТР-90 оснащен абсолютно другой системой поворота и разворота. БТР-80 оснащен 4 передними поворотными шасси. У БТР-90 все 8 колес жестко закреплены на раме. Разворот происходит «по-танковому». 4 колеса с одной стороны вращаются в одну сторону, оставшиеся 4 колеса в другую, что позволяет достичь требуемых характерристик.

• Разработка структурной схемы модуля

• Разработка модели платформы и производство
Разработка модели состояло в том, что первоначально нам нужно было придумать модель с оптимальной жесткой рамой, которая будет иметь небольшой вес, с возможностью установки разных модулей и так же возможность поставить 3 или 4 колеса. Так же платформа должна иметь простую конструкцию. модель была создана в программе cro parametric из-за ее простоты и удобства использования.
Creo Parametric (ранее Pro/ENGINEER) – это САПР самого высокого уровня. Система позволяет моделировать различные объекты, содержащие сложные поверхности. Оттого она широко используется в авто- и авиастроении, при конструировании штампов и пресс-форм. Готовые модели, созданные в данном приложении, можно напрямую передавать в CAM утилиты.
В процессе создания этой модели были пройдены несколько этапов:
1) поиск аналогов
2) эскизирование системы
3) разработка эскизной модели
4) разработка финальной модели для дальнейшей оптимизации
Разработано КД. Изготовлено на производственных мощностях заинтересованных предприятий. Способ изготовения - лазерная резка/сварка

Был проведен подбор исполнительных элементов и комплектующих. расчитаны и подобраны двигатели с требуемыми хар-ми. Расчитаны и подобраны система двухуровнего питани.

Разработка системы управления
Разработна двухуровневая система дистанционного управления

Проведено тестирование с различными модулями при различных хар-ках пересеченной местности.
Выявлены достоинства и недостатков системы, получены положительные отзывы и комментарии НТЦ Синергия на доработку системы

Производиться доработка системы и дальнейшая модернизация
Описание применимости
Данное изделие планируется успешно использовать как универсальную платформу с различными модулями, включая все направления, заявленные в техническом задании.
Мобильная платформа с грузоподъемным модулем обеспечит эффективную логистическую модернизацию существующих производств. (Завод БСХ-Спб, ЗАО Лакрон, Ралмет)
Выполнение работ в опасных зонах: разведка, взятие проб, земляные работы, демонтаж и разрушение строительных конструкций и промышленного оборудования, транспортирование опасных предметов; (ЛАЭС-2, комбинат ХлорПром)
Выполнение работ при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: осмотр мест аварий, разборка и разрушение поврежденных конструкций, манипуляции с радиоактивными и сильнодействующими ядовитыми веществами, борьба с огнем.
Проведение взрывотехнических работ: поиск, извлечение, транспортирование и обезвреживание или уничтожение взрывоопасных предметов и неразорвавшихся боеприпасов; взрывные работы.
Мобильная платформа с грузоподъемным модулем обеспечит эффективную логистическую модернизацию существующих производств.(НПО Логистик)

Данная мобильная платформа с орасительным модулем была представлена как ораситель шлаковых почв нескольким пром. производством. Проект представляла организация НТЦ "Синергия". На основе полученных данных планируется совместная разработка изделия, грузоподъемностью до 1,5 т
Дальнейшее развитие проекта
В результате разработки проекта была достигнута цель создания прочной, универсальной и дистанционно управляемой платформы с возможностью установки на нее различных функциональных модулей. В дальнейшем планируется следующая модернизация: 1. Разработка различных модулей таких как: оружейный модуль (для разминирования мин), дистанционной подзарядки, модуль двигательной системы 4x4. 2. Поменять метал к более высоким температурам 3. Установить двигатели и аккумулятор сильнее к различным модулям. 4. Установить систему подкачки Ресурсы - 1. Производственная площадка СпбЦД(Ю)ТТ 2. НТЦ Синергия- производственный партнер и заказчик 3. БГТУ "Военмех" -сложная кинематика, стандартизация, патентное право

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ